预混燃烧室的NOx与CO排放性能研究

建立了一套预混燃烧装置,进行了不同过量空气系数a、预混段长径比L/D、燃气平均速度v和旋流器旋流数Sn下的燃烧试验,研究了不同燃料-空气预混条件对燃烧尾气中污染物NOx与CO体积分数的影响。结果表明:当过量空气系数a1.1时,NOx与CO体积分数均呈下降趋势;预混长径比L/D在4~8时,增长预混长度可以减少污染物NOx的排放;减小燃气平均速度可以降低NOx体积分数,但CO体积分数略有增加;强旋流(Sn1.56)可以增强预混,降低NOx体积分数,但强旋流下CO体积分数增加迅速。     

无机包覆聚苯乙烯泡沫板烟气产生规律研究

聚苯乙烯泡沫板在建筑节能中具有重要应用,其阻燃防火性能影响建筑火灾安全。应用UL-94垂直燃烧性能测试方法研究无机包覆聚苯乙烯泡沫板在垂直状态下的燃烧情况,结果表明包覆后的聚苯乙烯试样的等级可达到V-1以上;应用烟密度仪和气体分析仪研究无机包覆聚苯乙烯泡沫板燃烧烟气产生规律,结果表明MgSO_4/MgO、α-石膏、无机黏结剂、无机粘结剂/膨润土均对聚苯乙烯泡沫起到阻燃效果,并对烟气产生抑制作用,抑烟能力由大到小为MgSO_4/MgO,α-石膏、无机黏结剂/膨润土、无机黏结剂。同时能不同程度地影响聚苯乙烯泡沫燃烧时产生CO_2、CO有毒有害气体的体积分数,其中CO_2的最大体积分数分别为2.09%、1.79%、1.52%、1.62%;CO的最大体积分数分别为434×10~(-6)、340×10~(-6)、358×10~(-6)、369×10~(-6),从数据分析可知,4种无机包覆聚苯板中,无机黏结剂在4种包覆剂中对CO_2生成的影响效果更佳,α-石膏在4种包覆剂中对CO生成的影响效果更佳。     

基于TDLAS的火灾气体探测系统研制

将TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)技术应用于极早期火灾气体产物的检测.对于火灾早期特征气体CO和CO2气体探测,选择中心波长为1582nm和1607nm的近红外吸收谱线,设计了一个基于TDLAS的火灾气体探测系统.对于CO和CO2气体,最低检测灵敏度分别达到2.3×10-6和22×10-6体积比浓度.该系统信号响应线性度高,长期运行稳定.     

立体抽采条件下高瓦斯采空区煤自燃危险性预测

为准确预测高瓦斯采空区煤自燃的状况,通过分析发现高抽巷是监测采空区遗煤自然发火的最有效地点。推算出采空区气体在高抽巷中所占的体积分数,进而确定采空区遗煤不同的燃烧阶段所对应的CO体积分数和CO指数。结果表明:当高抽巷中的CO体积分数Chdr CO<30×10-6或CO指数ICO<0.5%时,采空区的遗煤处于低温氧化阶段;当高抽巷中的CO体积分数Chdr CO≥30×10-6或CO指数ICO≥0.5%时,采空区遗煤进入自然发火危险阶段,此时必须采取措施控制采空区自燃氧化的进一步发展。对80501工作面的采空区煤自燃成功地进行预测预报,实现了安全生产。     

2021年自贡市O3污染过程VOCs污染特征及来源解析

于2021年6-10月利用CIA-ISQ7000型环境空气VOCs自动在线监测系统,对环境空气中多重类型化合物定性定量分析,分析范围包括117种VOCs(PAMS57种、醛酮类13种、卤代烃类47种),并开展不同O₃污染情况下VOCs浓度特征、大气反应活性及来源研究。结果表明,VOCs体积分数浓度范围在(9.2～351.0)×10^-9之间,污染日和非污染日VOCs平均体积浓度分别为(133.35±16.12)×10^-9和(70.28±18.34)×10^-9,污染日VOCs浓度较非污染日偏高90%。对于大气反应活性而言,污染日和清洁日VOCs对臭氧生成潜势(Ozone Formation Potential)的贡献均以醛酮类、烷烃类、卤代烃为主,且排名前10的优势物种基本一致,污染日排名前10的物种为乙烷、丙酮、乙炔、氯甲烷、丙烷、萘、甲醛、正丁烷、乙烯、三氯甲烷,非污染日排名前10的物种为乙烷、萘、四氢呋喃、乙炔、丙酮、氯甲烷、丙烷、甲醛、乙烯、三氯甲烷。PMF源解析结果显示,机动车尾气排放、溶剂使...     

40种典型恶臭物质嗅阈值测定

结合国内外文献及对各恶臭排放单位的恶臭样品分析测试结果,选取包括硫化物、含氮化合物、苯系物、烯烃及含氧有机物在内的40种典型恶臭物质进行嗅阈值测试.按照我国恶臭污染嗅觉测试的标准方法——三点比较式臭袋法(GB/T 14675-93)对每种物质的嗅阈值进行了测定,得到了我国典型恶臭物质嗅阈值库,并对40种物质的嗅阈值(体积分数)范围进行了高、中、低区间划分,高阈值为10-1×10-6～10×10-6,中阈值为10-3×10-6～ 10-2×10-6,低阈值为10-5 × 10-6～ 10-4×10-6.分别对40种物质进行了气味品质描述,初步分析了恶臭物质分子结构与阈值的关系,不同类物质产生的气味品质有很大差异,苯系物主要呈现芳香气味,硫化物以硫化氢为代表产生臭鸡蛋气味,含氮化合物产生刺激的氨的气味,醛类和酯类以花香型或果香型气味为主,酸类以汗臭味为主.通过实例介绍了嗅阈值在恶臭污染控制中的应用,结果表明,在恶臭污染防治与控制中,选择有效去除阈稀释倍数最大的恶臭物质是一种重要的恶臭防治途径.     

采场气体涌出与煤自燃的动态数值模拟研究

为提升采场气体涌出和遗煤自燃问题的数值模拟可靠性,实现动态仿真计算,使用COMSOL Multiphysics软件,建立变形几何(DG)物理场、流场、温度场、浓度场等多场耦合的动态模拟模型。研究工作面推进对采场气体涌出及遗煤自燃的影响。对比数值模拟与现场测试结果,验证模型的有效性。结果表明:在工作面的日均瓦斯体积分数、CO体积分数、每日最大瓦斯及CO体积分数、采空区氧气体积分数与自燃"三带"分布6个方面,模拟结果的相对误差限为-15%~15%,平均相对误差为-1.16%~2.67%,数值模拟结果与实测结果的动态变化趋势一致。     

关中地区人为源大气污染物排放清单研究

首次以关中地区为研究对象,通过收集各排放源的活动水平数据,选取国内外研究中的排放因子,采用排放因子法“自上而下”建立了2011年关中地区人为源大气污染物排放清单.结果表明:2011年关中地区人为源SO2、NOx、CO、PM10、VOCs、NH3的排放量分别为400.254×103 t、342.412×103 t、2 731.302×103 t、573.193×103 t、350.523×1 03 t、323.312×103t.其中渭南是SO2、NOx、CO的主要排放城市,西安是VOCs的主要排放城市,咸阳是NH3的主要排放城市,咸阳、铜川同为PM10的主要排放城市;SO2、NOx、CO的主要排放源为工业用煤炭燃烧,VOCs的主要排放源为炼焦、涂料等工业生产过程,PM10的主要排放源为农田秸秆燃烧,NH3的主要排放源为农业化肥施用.清单的不确定性来自活动水平数据的不完善及排放因子缺乏本地特征两方面.为提高清单的可信度,将研究结果与其他排放清单进行比较,结果表明差异度较小.     

基于数理统计的采空区自燃特性研究

采用数理统计方法对陈家山煤矿416综放工作面CO体积分数变化的影响因素进行分析.结果表明,CO体积分数的变化与工作面推进度存在一定的相关性,在此基础上得出了CO体积分数与煤炭自然发火期、CO体积分数与采空区3带及其特性的关系.从而提出由CO体积分数与推进度累计量的相关性来计算工作面煤层自然发火期,以及确定采空区3带位置的方法.研究成果对煤矿现场预防自燃火灾具有一定的指导作用.     

多元混合气体爆炸特性及惰化防爆研究

为了完善常见多元混合气体爆炸特性参数数据库,为安全工程师开展城镇燃气防爆管理、安全操作规程的制定及对废弃管道进行改造、拆除提供依据,采用理论和试验方法对CO2与N2两种惰性气体对液化石油气(LPG)爆炸特性参数的影响规律进行了研究,对比分析了两种惰化剂对LPG的抑爆效果。结果表明:LPG体积分数为4.0%、CO2体积分数为22%时,LPG可燃气退出爆炸区间,此时极限氧体积分数为15.54%;LPG体积分数为3.5%、N2体积分数为32%时,LPG可燃气退出爆炸区间,此时极限氧体积分数为13.545%;两种惰化剂对LPG爆炸特性的抑制规律基本相似,但CO2的抑制效果明显优于N2。当CO2和N2充入的体积分数均为20%时,最大爆炸压力到达时间分别由166 ms延长到1 222 ms和826.30 ms;两种惰化剂用量在体积分数大于10%之前,对最大爆炸压力到达时间的影响均较小,因此在工程应用中采用惰化方式抑爆,惰化剂充入的体积分数需高于10%。     

环境因子对小球藻生长及其CO2固定的影响

通过测定不同SO2、NO以及不同烟尘浓度条件下,小球藻ZY-1的生长速率及其对CO2的固定速率,研究烟气中NO和SO2及烟尘等环境因子对小球藻ZY-1的生长及其CO2固定效果的影响.研究结果表明,烟气中的SO2是以增加培养液中的SO24-浓度及降低pH值的形式来影响ZY-1的生长及其对CO2的固定的.当SO2体积浓度大于50×10-6时,需要进行烟气脱硫或控制培养液pH值变化来消除其影响;烟气中NO的体积浓度不高于300×10-6时,不影响ZY-1的生长及其对CO2的固定,可作为氮源供ZY-1生长用;对经过一般除尘处理的烟气,在利用小球藻ZY-1固定CO2时可不考虑溶解性烟尘的影响.研究结果证明利用小球藻ZY-1固定烟气中的CO2是可行的.     

煤自燃灾害气体指标的阶段特征试验研究

为分析煤自燃早期气体指标变化特征规律,更好地解决煤矿现场灭火救灾决策问题,通过煤自燃程序升温试验,首先得到煤样气氛中O2,CO,CO2,CH4,C2H4和C2H6气体的体积分数随温度的变化规律。根据煤体温度,将煤自燃前期划分为5个阶段(潜伏、储热、蒸发、活跃和乏氧)。分析3种不同变质程度的煤样的气体指标在各阶段的变化特征。建立煤自燃气体指标与特征温度阶段区间的对应关系。结果表明:在自燃潜伏阶段,煤的变质程度越低,早期越易产生CO,越难产生CH4;在储热阶段,煤的变质程度越低,早期越易且越快产生C2H6;在蒸发阶段,煤内外在水分脱附,低变质煤的C2H4也随之产生;在活跃阶段,各种气体体积分数均有剧烈增高的趋势,较高变质煤的C2H4也随之产生;在乏氧阶段,O2体积分数低于15%,与O2体积分数相关指标(CO/ΔO2,CO/CO2等)趋势有所改变。     

基于燃油消耗的北京农用机械排放清单建立

农业机械作为重要的非道路移动源之一,排放的尾气是氮氧化物(NOx)和可吸入颗粒物(PM10)的主要来源之一.介绍了基于燃油消耗量的排放清单建立方法,排放因子为单位质量燃料消耗的污染物排放量,活动水平为燃料消耗量.根据NON-ROAD模型,农用柴油机械CO、THC、NOx和PM10排放因子分别为37.71 g·kg-1、9.38 g·kg-1、51.58 g·kg-1和8.23 g·kg-1,汽油机械CO、THC、NOx和PM10排放因子分别为405.25 g·kg-1、236.05 g·kg-1、3.88 g·kg-1和5.01 g·kg-1.根据燃料消耗量估算了北京2007年农用机械尾气排放量,HC、CO、NOx和PM10排放量分别为1 643.6 t、4 615.4 t、4 296.2 t和701.6 t.与道路机动车排放量相比,农用机械排放分别占1.26%、0.50%、2.91%和4.33%.基于GIS的北京农用耕地分布,建立了农机污染物排放的空间分布.根据不同月份的燃油消耗量分析时间分布,1-2月份排放较低,3-4月份排放较高.     

珠江广州河段水质及微生物周年变化特征

为评估珠江广州河段的水质状况和生态环境质量,于2008年5月-2009年4月,对微表层、表层的关键水质因子及几种重要的微生物指标进行了每月1次的周年调查.结果显示,珠江广州河段微表层对氮磷营养盐及微生物均有明显的富集作用.中大码头水体微表层对TN和TP的富集系数分别为1.23和1.08、鱼珠码头分别为2.23和1.30,且氮、磷营养盐含量高.两站点水体的细菌总数大多在104～106 cfu/mL,微表层水体对细菌总数的富集系数高达26.03和3.75.中大码头微表层、表层粪大肠菌群的年均值分别为(7.01±2.43)×103个/mL、(2.75±0.73)×103个/mL,鱼珠码头为(4.81±1.84)×103个/mL和(2.45±0.73)×103个/mL.相关分析显示,粪大肠菌群的数量与大肠菌群呈极显著的正相关(p<0.01),表明珠江广州河段受生活污水污染严重.     

高含固污泥厌氧消化中甲硫氨酸分解抑制特性

高含固污泥热水解-厌氧消化条件下,沼气中硫化氢体积分数较常规含固率污泥厌氧消化低。沼气中硫化氢主要来源于污泥中含硫氨基酸的降解,而硫化氢体积分数下降与甲硫氨酸分解抑制相关。在测定高含固厌氧消化过程中含硫氨基酸分解中间产物分布的基础上,以甲硫氨酸为基质对高含固厌氧消化污泥进行富集,分析富集后微生物种群结构特性及甲硫氨酸分解过程中挥发性有机硫分布,探讨高含固厌氧消化环境对甲硫氨酸分解过程的抑制特性。结果显示：高含固厌氧消化环境下,甲硫氨酸厌氧分解含硫产物包括甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫和硫化氢。常规含固率及高含固率环境下,甲硫氨酸分解批次试验中硫化氢积累体积分数分别约为2 417×10^-6和1 418×10^-6,表明高含固厌氧消化过程中硫化氢生成量下降可能由甲硫氨酸厌氧分解时中间产物积累导致。高含固污泥采用甲硫氨酸富集培养时,结果显示Pseudomonas相对丰度为26%,分解产物包括氨氮、甲硫醇和二甲二硫等。其中,二甲二硫先于甲硫醇达峰值,体积分数分别约为267.7×10^-6和164.9×10^-6,推测反...     

保定市环境空气PM_(2.5)中多环芳烃污染特征及呼吸暴露风险

为探究保定市PM_(2.5)中多环芳烃(PAHs)的污染特征及其健康风险,于2017年1月和7月采集了保定市城区5个地点的PM_(2.5)样品,利用气质联用仪测定了16种优控PAHs的质量浓度。结果表明,保定市夏季和冬季PAHs平均质量浓度分别为(7.16±2.23) ng/m~3和(629.73±338.53)ng/m~3。特征比值分析表明,机动车燃油排放、生物质和煤燃烧排放是保定市环境空气PM_(2.5)载带PAHs的主要来源。终生致癌风险(ILCR)评估结果表明,成人夏季和冬季ILCR分别为4.59×10-6和6.47×10-4,提示具有较高的健康风险,需要采取措施进行防控。     

环保型SF_6现场检测技术研究

如何诊断电气设备内部的SF_6气体状态对于保证电气设备正常运行至关重要。主要诊断方法为SF_6绝缘设备分解产物测量,但是现有检测方法存在响应速度慢、气体交叉、使用寿命短、检测尾气污染等弊端。基于此,提出环保型SF_6现场检测技术,研制了环保型SF_6现场检测装置,采用光学方法对SF_6纯度、微水、SO_2、H_2S和CO等气体进行检测,并在系统后端设计尾气回收装置。研制的设备在都匀变电站应用并进行了相关测试。结果表明,微水测试精度小于2.5×10~(-6),SF_6纯度测试精度小于1%,SO_2检测精度小于1.5×10~(-6),H_2S测试精度小于2.5×10~(-6),CO测试精度小于0.3×10~(-6),符合该领域检测标准。     

低压环境下固液混合燃料爆炸特性研究

为研究高原低压环境下固液混合燃料的燃爆特性及反应机制,利用20 L爆炸球测试系统,以铝粉-乙醚和铝粉-乙醚-硝基甲烷2种固液混合燃料为研究对象,开展环境初始压力对爆炸峰值压力、爆炸质量浓度下限及爆炸产物的影响趋势研究。研究表明：2种固液混合燃料的最佳爆炸质量浓度、爆炸压力和爆炸危险性随环境压力的降低而降低;与零海拔相比,在模拟海拔4 500 m处(57.4 kPa),450 g/m³固液混合燃料的爆炸压力降低了26.84%～30.80%,爆炸质量浓度下限提高了5～10 g/m³;随着环境压力降低,爆炸气体产物一氧化碳(CO)体积分数增加,二氧化碳(CO₂)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)体积分数降低;爆炸固体残余物主要为α-氧化铝(α-Al₂O₃)和铝(Al)。     

基于在线监测系统的金属矿山采场爆破粉尘浓度分布规律研究

为了探究爆破粉尘浓度及有毒有害气体分布规律,以粉尘浓度传感器、CO检测仪为主要设备设计并搭建尘烟在线监测系统。设计并制作移动式观测台车,用于解决梅山铁矿无底柱分段崩落采矿法地下难以人工采集数据的难题。现场试验表明:在起爆后的1.5 h内,采场内粉尘浓度先增高后降低,如此循环若干次,但每次的峰值依次减小;采场内CO浓度短时间内上升到最大值,为2 227.3×10-6,之后CO浓度逐步降低,但均都在24×10-6以上。可采用多组份水炮泥源头降尘措施,配以通风排尘,使尘烟浓度降到规程许可浓度范围内。     

重庆市生态保护发展区域大气PM_(10)和PM_(2.5)健康风险评价研究

选择重庆市生态保护发展区域2016年9月1日至11月30日6个大气自动观测站的数据进行分析,结果表明:研究区域大气环境中的PM_(10)和PM_(2.5)日均值均满足《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中二级标准要求。研究区域6个观测站大气中的PM_(10)和PM_(2.5)与风速、风向、温度和湿度均呈不同程度的显著相关性,大气中的PM_(2.5)的健康风险值均大于PM_(10),PM_(10)和PM_(2.5)的健康风险值均未超过美国国家环境保护局(US EPA)规定的1×10^(-6)~1×10^(-4)可接受风险范围。研究区域秋季大气环境中细颗粒的来源在不同程度上均受到极地气候和环流气团影响。